CN102533008B - 齿轮接触率指示剂及其制造方法 - Google Patents

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本发明涉及齿轮接触率指示剂及其制造方法，属于齿轮齿合接触率检测领域。本发明齿轮接触率指示剂由以下组份组成：醋酸丁酸纤维素5-8份、多元乙丙胶10-15份、显色剂6-15份、溶剂36-50份、增柔剂3-12份；所述显色剂为油溶透明红染料。本发明齿轮接触率指示剂在载荷较小时仍然会附着在齿轮的表面不会脱落；检测试验结束后，尚未脱落的指示剂在齿轮油中会慢慢溶解进入油中，而不会成为片状污物污染齿轮油。

Description

齿轮接触率指示剂及其制造方法
技术领域
本发明涉及齿轮技术领域，具体涉及齿轮齿合接触率检测领域。
背景技术
风力发电作为一种绿色能源正以蓬勃的生机在世界范围内发展起来，我国作为一个能源消耗大国，发展风电自然是我们必然的选择。增速箱齿轮作为风力发电中的关键设备，它的性能如何直接影响到整个发电机组的正常运行。而增速箱中齿轮齿合面的接触率就是评价增速箱性能的一个重要指标。通常要求增速箱中的齿轮在额定功率百分之百(如1.5MW)、转速1800r/min下，它们在长度方向上的接触率大于90-95％，高度方向上大于65-75％。要检测出它们的接触率就需要一种准确、方便，快速、满足制造过程要求的方法来检测齿轮的接触率是否满足上述指标要求。
通常检测齿轮接触率的方法是用红丹(氧化汞)来指示，当齿轮稍施加载荷，红丹就脱落了，无法满足增速箱齿轮检测需要；另外，红丹也有剧毒，危害环境和操作人员的健康。
目前国外检测风电增速箱齿轮接触率采用的是硝酸纤维素涂料。但这种涂料存在两个缺点，一是它只适合于接触率很高的齿轮，检测后涂层几乎被全部消耗掉；如果这种涂层较多的留在齿轮表面，在增速箱运行一段时间后，涂层就会脱落，脱落后的涂层又不能被增速箱中的齿轮油溶解，这些脱落的作为检测剂的涂层就成为增速箱内齿轮润滑油的污染物；为保证增速箱正常运行，要求增速箱内部润滑油的清洁度很高，要达到NAS7级以上，否则就会堵塞油路，使增速箱发生故障不能正常运行；因而绝不允许有任何明显带入的异物；这种涂层随设备运行将不断产生污物，将使油液无法满足运行要求。另一个缺点就是价格很高，每600毫升为5000元以上。作为增速箱齿轮生产的大宗消耗材料，上述两个缺点既妨碍了它们的正常使用，也给齿轮生产带来了极大的困难。
发明内容
本发明针对上述缺陷提供了一种齿轮接触率指示剂，其在载荷较小时仍然会附着在齿轮的表面不会脱落；检测试验结束后，尚未脱落的指示剂在齿轮油中会慢慢溶解进入油中，而不会成为片状污物污染齿轮油。
本发明的技术方案为：其特征在于由以下组分组成：醋酸丁酸纤维素5-8份、多元乙丙胶10-15份、显色剂6-15份、溶剂36-50份、增柔剂3-12份；所述显色剂为油溶透明红染料。
作为本发明优选的方案，所述增柔剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸丁苄酯、氯化石蜡、磷酸三苯甲酯或癸二酸二辛酯；更优选邻苯二甲酸丁苄酯。
作为本发明优选的方案，所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲乙酮、异丙醇、溶剂油的混合物。
作为本发明优选的方案，所述齿轮接触率指示剂由以下组分组成：醋酸丁酸纤维素5-8份、多元乙丙胶10-25份、透明红染料6-15份、醋酸乙酯7-12份、醋酸丁酯5-10份、甲乙酮4-8份、异丙醇5-10份、溶剂油15-20份、邻苯二甲酸丁苄酯3-14份。
作为本发明优选的方案，上述油溶透明红燃料为HRR、BR中的一种或多种。
作为本发明优选的方案，上述醋酸丁酸纤维素经过亚麻油改性处理，多元乙丙橡胶经环氧氯丙烷和双酚A改性处理。
作为本发明优选的方案，所述多元乙丙橡胶是三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶中的至少一种，更优选三元乙丙橡胶。
本发明还提供了上述齿轮接触率指示剂的方法，其特征在于：将溶剂与醋酸丁酸纤维素和多元乙丙胶按配比充分搅拌，直至呈透明液体，然后加入显色剂搅拌均匀，然后加入邻苯二甲酸丁苄酯，继续搅拌使其均匀，过滤即得。
优选的是先加入溶剂计量的40％，开启搅拌，逐渐加入醋酸丁酸纤维素和多元乙丙胶，搅拌使之充分湿润后再加入剩下的60％溶剂，继续搅拌使成膜物质全部溶解至溶液透明为止；然后加入邻苯二甲酸丁苄酯，继续搅拌使其均匀，过滤即得。
本发明的齿轮接触率是指：以齿轮刚啮合点为起点，至分离截止，这一段面积与整个轮齿渐开线部分面积的比值。
本发明的有益效果：
本发明的齿轮接触率指示剂原料方便易得，制备方法简易；同时，将它涂刷在齿轮表面后干燥时间短，同时由于使用多元乙丙胶，可以保证指示剂同齿轮油接触后既有足够的强度，又能承受要求的载荷，又不会在短时间内溶于齿轮油中。另外，由于使用的改性多元乙丙胶粘结力很强，用量少，它也不会引起齿轮粘度明显上升；因而能够较好地解决现有齿轮齿合面接触率指示剂存在的问题。本发明的齿轮接触率指示剂适用于所有齿轮，尤其适合于用作风电增速箱齿轮接触率指示剂。
具体实施方式
本发明提供了一种齿轮接触率指示剂，该指示剂由以下组份组成：
醋酸丁酸纤维素5-8份、多元乙丙胶10-15份、显色剂6-15份、溶剂36-50份、增柔剂3-12份；
其中，所述多元乙丙橡胶是三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶中的至少一种。
所述增柔剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸丁苄酯、氯化石蜡、磷酸三苯甲酯、癸二酸二辛酯等。
作为优选的方案，醋酸丁酸纤维素经过亚麻油改性处理，多元乙丙橡胶经环氧氯丙烷和双酚A改性处理。本发明采用改性的醋酸丁酸纤维素和改性的多元乙丙橡胶以达到指示剂具有合适的耐油性和附着力的目的。
所述显色剂为油溶透明红染料。优选的，上述油溶透明红燃料为HRR、BR中的一种或多种。
作为优选的方案，上述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲乙酮、异丙醇、溶剂油(比如180号溶剂油)的混合物。
优选的增柔剂为邻苯二甲酸丁苄酯。
作为本发明优选的方案是，齿轮接触率指示剂的组成为：醋酸丁酸纤维素5-8份、多元乙丙胶10-25份、透明红染料6-15份、醋酸乙酯7-12份、醋酸丁酯5-10份、甲乙酮4-8份、异丙醇5-10份、溶剂油15-20份、邻苯二甲酸丁苄酯3-14份。
本发明还提供了上述齿轮接触率指示剂的制备方法，具体为：
将上述成膜物质、成膜物质用溶剂按配比充分搅拌直至成膜物质呈透明液体，加入显色剂搅拌均匀，过滤溶液即得本发明的齿轮接触率指示剂。
进一步的，上述齿轮接触率指示剂的制备方法为：将上述成膜物质、成膜物质用溶剂按配比充分搅拌直至成膜物质呈透明液体，加入增柔剂和显色剂搅拌均匀，然后加入增柔剂，继续搅拌使其均匀，过滤即得本发明所述的齿轮接触率指示剂。
优选的，上述齿轮接触率指示剂的制备方法为：先加入所述成膜物质用溶剂计量的40％，开启搅拌，逐渐加入成膜物质(醋酸丁酸纤维素和多元乙丙胶)，搅拌使之充分湿润后再加入剩下的60％溶剂，继续搅拌使成膜物质全部溶解至溶液透明为止；然后加入邻苯二甲酸丁苄酯，继续搅拌使其均匀，过滤即得本发明所述的齿轮接触率指示剂。
本发明的齿轮接触率是指：以齿轮刚啮合点为起点，至分离截止，这一段面积与整个轮齿渐开线部分面积的比值。
以下是具体实施例。
实施例1
将醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲乙酮、异丙醇、180号溶剂油计量的40％加到不锈钢或搪瓷溶解罐中，开动搅拌，慢慢加入经过亚麻油改性处理的醋酸丁酸纤维素，经环氧氯丙烷和双酚A一起改性处理的多元乙丙橡胶，搅拌10-40分钟使之充分湿润后加入剩下的60％溶剂，继续搅拌至溶液透明为止；然后加入邻苯二甲酸丁苄酯和透明红HRR，继续搅拌30分钟以上使其均匀，再用320目的不锈钢网过滤溶液，即得本发明所述的齿轮接触率指示剂；原料的具体计量见表1，其中原料均以重量份数计。
实施例2-9
具体制备方法同实施例，具体原料及其含量和所得齿轮接触率见表1所示。
表1
Figure BDA0000123602260000041
通过实验表明，采用上述实施例制备的齿轮接触率指示剂，将它涂刷在齿轮表面后，干燥时间短，且附着在齿轮的表面具有足够的强度，能承受要求的载荷，附着在齿轮的表面不会脱溶。齿轮接触率检测试验结束后，齿轮接触率指示剂慢慢溶解进入齿轮油中，没有脱落成为片状污物污染齿轮油，也没有引起齿轮粘度明显上升。
另外，本发明通齿轮接触率指示剂材料方便易得，制备方法简单，因而总体成本较低。

Claims (9)

1.一种齿轮接触率指示剂，其特征在于由以下组份组成：醋酸丁酸纤维素5-8份、多元乙丙橡胶10-15份、显色剂6-15份、溶剂36-50份、增柔剂3-12份；所述显色剂为油溶透明红染料；所述醋酸丁酸纤维素经过亚麻油改性处理，所述多元乙丙橡胶经环氧氯丙烷和双酚A改性处理。
2.根据权利要求1所述的齿轮接触率指示剂，其特征在于：所述增柔剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸丁苄酯、氯化石蜡、磷酸三苯甲酯或癸二酸二辛酯。
3.根据权利要求2所述的齿轮接触率指示剂，其特征在于：所述的增柔剂为邻苯二甲酸丁苄酯。
4.根据权利要求1-3任一项所述的齿轮接触率指示剂，其特征在于：所述溶剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲乙酮、异丙醇、溶剂油的混合物。
5.一种齿轮接触率指示剂，其特征在于由以下组份组成：醋酸丁酸纤维素5-8份、多元乙丙橡胶10-25份、透明红染料6-15份、醋酸乙酯7-12份、醋酸丁酯5-10份、甲乙酮4-8份、异丙醇5-10份、溶剂油15-20份、邻苯二甲酸丁苄酯3-14份；所述醋酸丁酸纤维素经过亚麻油改性处理，所述多元乙丙橡胶经环氧氯丙烷和双酚A改性处理。
6.根据权利要求5所述的齿轮接触率指示剂，其特征在于：所述透明红染料为HRR、BR中的一种或多种。
7.根据权利要求1～6任一项所述的齿轮接触率指示剂，其特征在于：所述多元乙丙橡胶是三元乙丙橡胶或二元乙丙橡胶中的至少一种。
8.制备权利要求3所述齿轮接触率指示剂的方法，其特征在于：将溶剂与醋酸丁酸纤维素和多元乙丙橡胶按配比充分搅拌，直至呈透明液体，然后加入显色剂搅拌均匀，然后加入邻苯二甲酸丁苄酯，继续搅拌使其均匀，过滤即得。
9.根据权利要求8所述齿轮接触率指示剂的制备方法，其特征在于：先加入溶剂计量的40%，开启搅拌，逐渐加入醋酸丁酸纤维素和多元乙丙橡胶，搅拌使之充分湿润后再加入剩下的60%溶剂，继续搅拌使成膜物质全部溶解至溶液透明为止；然后加入邻苯二甲酸丁苄酯，继续搅拌使其均匀，过滤即得。
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